Καρβίδιο του λιθίου

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Καρβίδιο του λιθίου
Lithium carbide.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Αιθινικό διλίθιο
Άλλες ονομασίες Καρβίδιο του λιθίου
Διανθρακούχο διλίθιο
Υπερκαρβίδιο του λιθίου
Ακετυλενίδιο του λιθίου
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος Li2C2
Μοριακή μάζα 37,9034 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
Li C ≡ C Li
Αριθμός CAS 1070-75-3 
SMILES [Li+].[Li+].[C-]#[C-]
InChI 1S/C2.2Li/c1-2;;/q-2;2*+1
Αριθμός EINECS 213-980-1
ChemSpider ID 59503
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης >550 °C
Πυκνότητα 1.300 kg/m3
Χημικές ιδιότητες
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Το καρβίδιο του λιθίου ή ακετυλενίδιο του διλιθίου ή αιθινικό διλίθιο ή διανθρακούχο διλίθιο ή υπερκαρβίδιο του λιθίου είναι χημική ένωση του λιθίου και του άνθρακα, ένα ακετυλενίδιο. Είναι μια ενδιάμεση ένωση που παράγεται κατά τη διάρκεια της ραδιοχρονολόγησης με άνθρακα. Το καρβίδιο του λιθίου ανήκει σε ένα (σχετικά) εκτεταμένο σύνολο ενώσεων άνθρακα και λιθίου, που περιλαμβάνουν επίσης τα ακόλουθα καρβίδια:

  1. Ανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C).
  2. Διανθρακούχο εξαλίθιο (Li6C2).
  3. Τριανθρακούχο οκταλίθιο (Li8C3).
  4. Τριανθρακούχο εξαλίθιο (Li6C3).
  5. Τριανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C3).
  6. Πεντανθρακούχο τετραλίθιο (Li4C5).

Υπάρχουν επίσης και οι ακόλουθες «ενώσεις παρεμβολής» σε γραφίτη:

  1. Εξανθρακούχο λίθιο (LiC6).
  2. Δωδεκανθρακούχο λίθιο (LiC12).
  3. Δεκαοκτανθρακούχο λίθιο (LiC18).

Το καρβίδιο του λιθίου είναι μια θερμοδυναμικά σταθερή ένωση άνθρακα - λιθίου και είναι η μόνη από αυτές που μπορεί να ληφθεί με απευθείας αντίδραση των στοιχείων που την αποτελούν. Για πρώτη φορά παράχθηκε από τον Μοϊσσέν, το 1896[1], με αντίδραση άνθρακα και ανθρακικού λιθίου:

\mathrm{5C + 2Li_2CO_3 \xrightarrow{\triangle} 2Li_2C_2 + 3CO_2 \uparrow }

Οι άλλες γνωστές ενώσεις άνθρακα - λιθίου παράγονται με αντίδραση μεταλλικού λίθίου και του αντίστοιχου πολυχλωριωμένου υδρογονάνθρακα. Π.χ., το ανθρκαούχο τετραλίθιο (Li4C) παράγεται με επίδραση λιθίου σε τετραχλωράνθρακα (CCl4):

\mathrm{8Li + CCl_4 \xrightarrow{} Li_4C + 4LiCl}

Μερικές φορές, σε αγγλόφωνα συγγράμματα, γίνεται σύγχυση μεταξύ του καρβιδίου του λιθίου (lithium carbide) και του ανθρακικού λιθίου (lithium carbonate), εξαιτίας της ομοιότητας των ονομάτων.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το καρβίδιο του λιθίου είναι ένα άλας που μπορεί να τυποποιηθεί με τη μορφή Li+ -C ≡ C- Li+. Παρόμοια είναι δομή του με αυτές των ενώσεων υπεροξείδιο του ρουβιδίου (Rb2O2) και υπεροξείδιο του καισίου (Cs2O2). Σε υψηλές θερμοκρασίες, το καρβίδιο του λιθίου μετατρέπεται αντιστρεπτά σε κυβική δομή αντίφθοριδίου[2].

Παραγωγή και χημική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Για την παραγωγή καθαρών εργαστηριακών δειγμάτων καρβιδίου του λιθίου, χρησιμοποιείται αντίδραση μίγμα τήγματος λιθίου και γραφίτη σε υψηλή θερμοκρασία:

\mathrm{2Li + 2C \xrightarrow{\triangle} Li_2C_2}

2. Μια άλλη δυνατότητα παραγωγής καρβιδίου του λιθίου είναι η επίδραση διοξειδίου του άνθρακα σε τήγμα λιθίου:

\mathrm{10Li + 2CO_2  \xrightarrow{\triangle} Li_2C_2 + 4Li_2O }

3. Μια τρίτη δυνατότητα παραγωγής καρβιδίου του λιθίου είναι η επίδραση λιθίου σε αιθίνιο[3]:

\mathrm{
HC \equiv CH + 2Li \xrightarrow{} Li_2C_2 + H_2 \uparrow }

4. Μια ακόμη δυνατότητα παραγωγής καρβιδίου του λιθίου είναι η επίδραση λιθίου σε διχλωραιθίνιο[4]:

\mathrm{
ClC \equiv CCl + 2Li \xrightarrow{} Li_2C_2 + 2LiCl }

Η κυριότερη χημική ιδιότητα του καρβιδίου του λιθίου είναι η ταχύτατη υδρόλυσή του, από την οποία παράγονται αιθίνιο και υδροξείδιο του λιθίου:

\mathrm{
Li_2C_2 + 2H_2O \xrightarrow{} HC \equiv CH + 2LiOH }

Εφαρμογή στη ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο άρθρο: Ραδιοχρονολόγηση

Υπάρχουν αρκετές μεθοδοι που μπορούν να εφαρμοστούν, σύμφωνα με κάποιες από τις οποίες το δείγμα καίγεται, παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα, που αντιδρά με λίθιο. Σύμφωνα με κάποιες άλλες, το ανθρακούχο δείγμα αντιδρά απευθείας με μεταλλικό λίθιο[5]. Το αποτέλεσμα και των δυο παραπάνω μεθόδων είναι το ίδιο: η παραγωγή καρβιδίου του λιθίου, από το οποίο μπορούν να ληφθούν ενώσεις που είναι εύκολο να μετρηθούν κατά μάζα, όπως το αιθίνιο ή και το βενζόλιο[6]. Παρουσία αζώτου, μπορεί να παραχθεί επίσης και αζίδιο του λιθίου (Li3N), που παράγει αμμωνία (NH3), όταν υδρολυθεί, «μολύνοντας» το επίσης αέριο αιθίνιο. Αυτή η πηγή συστηματικού σφάλματος πρέπει να συνυπολογισθεί, ώστε το αποτέλεσμα να διορθωθεί κατάλληλα.

Aναφορές και σημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. H. Moissan Comptes Rendus hebd. Seances Acad. Sci. 122, 362 (1896)
  2. U. Ruschewitz, R. Pöttgen (1999). «Structural Phase Transition in Li2C2». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 625 (10): 1599–1603. doi:10.1002/(SICI)1521-3749(199910)625:10<1599::AID-ZAAC1599>3.0.CO;2-J. 
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 159, §6.9.10α. εφαρμογή για Li αντί Na και για τα δυο άτομα υδρογόνου του αιθινιου.
  4. Εφαρμογή της γενικής μεθόδου παραγωγής ενώσεων λιθίου - άνθρακα.
  5. Swart E.R. (1964). «The direct conversion of wood charcoal to lithium carbide in the production of acetylene for radiocarbon dating». Cellular and Molecular Life Sciences 20: 47. doi:10.1007/BF02146038. 
  6. University of Zurich Radiocarbon Laboratory webpage
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Lithium carbide της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).